[发明专利]一种利用高石粉含量机制砂制备的抗裂耐蚀海工混凝土

说明书

本发明公开了一种利用高石粉含量机制砂制备的抗裂耐蚀海工混凝土，它由水泥、硅灰、粉煤灰微珠、碎石、机制砂、仿钢纤维、减水剂、侵蚀性离子抑制剂、内养护减缩功能材料和水制备而成。本发明采用高石粉含量机制砂替代河砂，利用粉煤灰微珠的“滚珠、密实填充、减水”效应，调控混凝土和易性与微结构；掺入侵蚀性离子抑制剂，从填充毛细孔、形成憎水层、消耗混凝土内部侵蚀性离子三方面使混凝土具有良好的抗侵蚀能力；利用内养护减缩功能材料和仿钢纤维，提高混凝土抗裂性能和体积稳定性能。本发明制得的混凝土具有良好的工作性能、力学性能以及抗裂、抗渗、抗侵蚀性能，且对机制砂石粉含量的控制要求低，具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用高石粉含量机制砂制备的抗裂耐蚀海工混凝土及其制备方法。

背景技术

目前我国正大力开发海洋资源，大量海工建筑和工程正处于使用和建造当中。而我国广东、海南等亚热带与热带海洋地区天然河砂资源匮乏，过度开发会对当地河流等生态环境造成难以恢复的后果，采用机制砂代替河砂，可充分利用当地资源，符合国家长期发展战略布局。但机制砂在生产过程中会产生大量石粉(粒径≤0.75μm)，造成环境污染和资源浪费，且利用不当会对混凝土性能产生不利影响。根据国家标准GB/T14684-2001《建筑用砂》规定，小于C30、C30～C60、大于C60的混凝土用机制砂中石粉含量不宜超过7％、5％和3％，而实际经破碎生产的机制砂一般含10％～20％的石粉，因此将高石粉含量的机制砂应用到混凝土的制备是当前亟需解决的技术难题。

同时，海洋环境下，混凝土长期受到Cl^-和SO₄^2-等各种侵蚀性离子的侵蚀，极易受到破坏，因此混凝土在海洋工程上的应用仍面临巨大挑战。海洋中的Cl^-浓度达19000mg/L，其具有极强的穿透能力，当与混凝土中的钢筋接触时，导致钢筋腐蚀破坏，进而导致混凝土耐久性降低。而SO₄^2-通过毛细管作用进入混凝土基体，与水泥水化产物C-S-H凝胶、Ca(OH)₂、水化铝酸钙等发生一系列反应，生成石膏、钙矾石、碳硫硅酸钙型等膨胀性产物，导致混凝土基体结构发生膨胀性破坏。目前防止混凝土侵蚀破坏的防腐剂类型主要为外喷型和内掺型，外喷型防腐剂在潮湿和渗透压大的地方易出现老化、脱落现象，耐久年限较短；而内掺型防腐剂主要从堵塞混凝土中的毛细孔或形成憎水层两方面入手，效果单一，且忽略了内部硫酸盐对混凝土的破坏，使得混凝土抗侵蚀效果不明显，服役年限较短。

随着我国开展重大国家经济战略的步伐逐渐加快，大量海洋及海滨工程正在建设，针对天然河砂资源匮乏的问题，利用高石粉含量机制砂替代河砂，制备服役于海洋环境的高性能混凝土符合国家能源资源发展战略需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用高石粉含量机制砂制备的抗裂耐蚀海工混凝土及其制备方法，所述混凝土具有良好的工作性能、力学性能以及抗裂、抗渗、抗侵蚀性能，且对机制砂石粉含量的控制要求低，具有重要的实际应用价值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用高石粉含量机制砂制备的抗裂耐蚀海工混凝土，各组分及含量分别为：水泥 300～380kg/m³，硅灰25～35kg/m³，粉煤灰微珠90～135kg/m³，碎石1100～1140kg/m³，机制砂 680～710kg/m³，仿钢纤维6～10kg/m³，减水剂5.5～8.0kg/m³，侵蚀性离子抑制剂6～10kg/m³，内养护减缩功能材料0.4～1.2kg/m³，水140～160kg/m³。

根据上述方案，所述水泥为P·O42.5或P·O52.5硅酸盐水泥。